Flugtaugliche Bauteile im 3D-Druck herstellen

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Marshall Aerospace and Defence fertigt flugtaugliche Bauteile für ein neuartiges Flugzeugprojekt. Außerdem entstehen mit dem Stratasys Fortus 450mc 3D-Drucker Teile für Bodenläufe aus robustem Nylon-12-Material zu niedrigeren Kosten als bei der Aluminiumherstellung.

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Marshall Aerospace and Defence fertigt flugtaugliche Bauteile für ein neuartiges Flugzeugprojekt. Außerdem entstehen mit dem Stratasys Fortus 450mc 3D-Drucker Teile für Bodenläufe aus robustem Nylon-12-Material zu niedrigeren Kosten als bei der Aluminiumherstellung. Die Marshall Aerospace and Defence Group verwendet nun 3D-Druck-Lösungen von Stratasys (Nasdaq: SSYS), um flugtaugliche Bauteile für verschiedene ihrer militärischen, zivilen und kommerziellen Flugzeuge herzustellen – und produziert bestimmte Bauteile für Bodenläufe zu niedrigeren Preisen als die Alternativen aus Aluminium. Das Unternehmen ist derzeit eines der größten unabhängigen und in Privatbesitz befindlichen Luftfahrt- und Rüstungsunternehmen weltweit. Bei Marshall stammen schon mehrere Bauteile des Luftleitsystems in stark modifizierten Flugzeugen, sowie Halterungen für Sicherheitsmesser und Schalter im Flugzeuginnenraum, aus dem 3D-Drucker. Durch den 3D-Druck von Komponenten, die für den Flugverkehr zugelassen sind, kann das Unternehmen leichtere Bauteile herstellen, und das erheblich schneller und günstiger als mit herkömmlichen Fertigungsverfahren. Laut Chris Botting, Materials, Processes and Additive Manufacturing Engineer bei Marshall ADG, liegt der Schlüssel für die Verwendung von 3D-Komponenten in der Luftfahrt darin, präzise, reproduzierbare und verlässliche Bauteile aus für den Flugverkehr zugelassenen Materialien zu produzieren. „Bei der Herstellung mit komplexen Konstruktionsprogrammen brauchen wir Verfahren, die präzise, komplexe, funktionale und leichtgewichtige Luftleitkanäle effizient zu minimalen Werkzeugkosten herstellen können – hier ist der 3D-Druck optimal geeignet. Gleichzeitig müssen wir auch sicherstellen, dass die so gefertigten Luftleitkanäle auch von der EASA für den Luftverkehr zugelassen werden,” erläutert Botting. „Aus diesem Grund verwenden wir den Stratasys Fortus 450mc FDM 3D-Drucker sowie das Material Ultem 9085 resin – ein robustes aber leichtgewichtiges 3D-Druckmaterial mit hoher thermischer und chemischer Beständigkeit. Diese Eigenschaften waren schließlich entscheidend um die Anforderung in unserer Branche zu erfüllen. Jetzt können wir Bauteile im 3D-Druckverfahren herstellen, die die Ansprüche an die Innenausstattung von Luftfahrzeugen in Bezug auf Flammenbeständigkeit, Rauchentwicklung und Toxizität erfüllen.”

Einsparungen am Boden

Das Unternehmen verwendet zur Fertigung finaler Bauteile für Bodenläufe außerdem die Fortus 450mc von Großbritannien  und Irland Platinum-Partner SYS. Marshall hat kürzlich den Prototypen eines Kanalsystemadapters für wichtige Bodengeräte hergestellt – ein Bauteil, das ausschlaggebend für die Luftzufuhr im Kühlsystem der Bordelektronik ist. Durch den 3D-Druck konnte Marshall die oft kostspielige Aluminiumfertigung für diese Komponente hinter sich lassen. „Bevor wir uns auf die kostenintensive Fertigung aus Aluminium festlegten, haben wir mit der Fortus 450mc einen Prototyp aus ASA-Material hergestellt,” so Botting. „Dies ermöglichte uns die Herstellung eines präzisen und funktionsfähigen Prototypen dieses komplexen Bauteils. Zudem konnten wir nachweisen, dass diese Komponente auch im 3D-Drucker aus Nylon 12 hergestellt werden kann und eine herkömmliche Aluminiumfertigung nicht erforderlich ist. Der Kanal aus dem 3D-Drucker war im Vergleich zu einem Aluminiumbauteil nicht nur kostengünstiger, auch das Gesamtgewicht war um 63 % geringer.” Die Gruppe verwendet den Stratasys 3D-Drucker auch für eine Anzahl komplexer Werkzeuganwendungen wie Bohrvorrichtungen, Markierungsvorlagen, Verbindungsvorrichtungen und Verbundformenwerkzeuge. Das Team produziert regelmäßig maßgeschneiderte Produktionswerkzeuge in kleiner Auflage innerhalb von 24 Stunden nach der Anfrage durch einen Ingenieur. Sie treiben die Verwendung von 3D-gedruckten Thermoplast-Werkzeugen voran, um schwere Metallwerkzeuge zu ersetzen und so die Belastung für den Anwender zu reduzieren, und vor allem, um Kosten und Zeit einzusparen. Botting erwartet, dass die Verwendung der additiven Fertigung mit der Stratasys FDM-Technologie in allen Geschäftsbereichen zunehmen wird und so neue Anwendungen erschlossen werden. Sein Fazit lautet: „Die FDM-Technologie hat unsere Arbeitsweise verändert. Für den Luftverkehr zugelassene 3D-Drucker und -Materialien ermöglichen uns, zunehmend enge Zeitpläne einzuhalten und komplexen Fertigungsanforderungen gerecht zu werden. In Zukunft wird der 3D-Druck sicherlich einen großen Einfluss darauf haben, wie wir in unserem Geschäftsbereich Produkte entwickeln und herstellen.”   Stratasys ist auf der Internationalen Paris Air Show 2019 vom 17. bis zum 23. Juni in Paris in Halle 4, Stand D192 zu finden. Bild: Finaler, 3D-gedruckter ECS-Kanalsystemadapter zum Kühlen des Flugzeugs auf dem Boden. 3D-Druck aus dem Material Nylon 12 auf einer Fortus 450mc.  
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